JPH0437886B2 - - Google Patents

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JPH0437886B2
JPH0437886B2 JP60004855A JP485585A JPH0437886B2 JP H0437886 B2 JPH0437886 B2 JP H0437886B2 JP 60004855 A JP60004855 A JP 60004855A JP 485585 A JP485585 A JP 485585A JP H0437886 B2 JPH0437886 B2 JP H0437886B2
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JP
Japan
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pressure
pipe line
hydraulic
inertial mass
relief valve
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JP60004855A
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JPS61165432A (ja
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Hideaki Tanaka
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Construction Machinery Co Ltd
Original Assignee
Hitachi Construction Machinery Co Ltd
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Publication date
Application filed by Hitachi Construction Machinery Co Ltd filed Critical Hitachi Construction Machinery Co Ltd
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Publication of JPH0437886B2 publication Critical patent/JPH0437886B2/ja
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    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E02HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02FDREDGING; SOIL-SHIFTING
    • E02F9/00Component parts of dredgers or soil-shifting machines, not restricted to one of the kinds covered by groups E02F3/00 - E02F7/00
    • E02F9/20Drives; Control devices
    • E02F9/22Hydraulic or pneumatic drives
    • E02F9/2217Hydraulic or pneumatic drives with energy recovery arrangements, e.g. using accumulators, flywheels

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mining & Mineral Resources (AREA)
  • Civil Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Fluid-Pressure Circuits (AREA)
  • Operation Control Of Excavators (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の利用分野〕 本発明は、油圧シヨベルの旋回体を駆動する油
圧モータなどのように、大きな慣性質量を駆動す
るアクチユエータを備えた建設機械の慣性質量駆
動用油圧回路に関する。
〔発明の背景〕
従来の慣性質量駆動用油圧回路の一例を示す第
2図において、1は大きな慣性質量を駆動するア
クチユエータ、例えば油圧シヨベルの旋回体を駆
動する油圧モータ、2はこの油圧モータ1に圧油
を供給する油圧ポンプ、3はこの油圧ポンプ2を
駆動する原動機である。4はクロウズドセンタ型
の三位置切換弁、5は油圧ポンプ2の吐出側に連
絡した管路で、該吐出側を切換弁4の中立位置N
で該切換弁4のタンクポートTを介してタンク連
絡管路6に連通させる。7は管路5から分岐して
切換弁4の一方の入力ポートaに連通する管路、
8は逆流を防止するために管路7に介設された逆
止弁、9は切換弁4の他方の入力ポートbとタン
ク連絡管路6とを連通させる管路である。10は
管路5の最高圧力を設定するリリーフ弁で、管路
5とタンク連絡管路6とを連通させる管路11に
介設してある。12は油圧モータ1の第1のポー
トすなわち一方の吸排口と切換弁4の一方の出力
ポートcとを連通させる管路、13は油圧モータ
1の第2ポートすなわち他方の吸排口と切換弁4
の他方の出力ポートdとを連通させる管路であ
る。14は管路12の最高圧力を設定する差圧型
リリーフ弁で、管路12と管路13とを連通させ
る管路15に介設してある。16は管路13の最
高圧力を設定する差圧型リリーフ弁で、管路12
と管路13とを連通させる管路17に介設してあ
る。18および19は逆止弁で、管路6に連通す
る管路20から分岐した管路21および管路22
にそれぞれ介設され、管路12および管路13に
タンク23からの油を補給する。24はタンク連
絡管路6に背圧をたてる背圧弁、例えばリリーフ
弁で、タンク連絡管路6の介設してある。
このような従来の慣性質量駆動用油圧回路にあ
つて、慣性質量を駆動するために、操作レバーに
よつて切換弁4をB位置に切換えると、油圧ポン
プ2の吐出側の管路5は、管路7と切換弁4の入
力ポートaおよび入力ポートcを介して管路12
に連通し、油圧ポンプ2とタンク連絡管路6との
連通は切換弁4によつて遮断される。これによつ
て、油圧ポンプ2の圧力は油圧モータ1に導か
れ、油圧モータ1を介して慣性質量を動作させよ
うとする。しかし、油圧モータ1には慣性質量に
よる慣性力が作用しているため、油圧モータ1の
回転数は急に上昇せず、管路12に高圧が発生す
る。この高圧は、リリーフ弁14の設定値以上に
なると、リリーフ弁14および管路15を介して
管路13にリリーフする。そして、油圧モータ1
は加速状態が終了すると定常速度状態となり、一
定の速度で動作する。
この状態から操作レバーによつて切換弁4を第
2図の状態である中立位置Nに戻すと、管路12
および管路13は切換弁4によつて閉鎖状態とな
る。この時、油圧モータ1は慣性質量の慣性力に
よつて動作状態を継続し、管路12から吸収した
油を管路13に排出する。このために管路13は
高圧となり、この高圧がリリーフ弁16の設定値
以上になると、リリーフ弁16および管路17を
介して管路12に油圧をリリーフする。また油圧
モータ1は管路13の高圧によつて徐々に減速す
る。
なおこのような動作は、切換弁4を第2図に示
すA位置に切換え、油圧モータ1を上記と逆方向
に回転させている場合の減速に際しても同様であ
る。
ところで、かかる油圧回路では、駆動中の油圧
モータ1を減速させるべく、第2図のB位置にあ
る切換弁4を中立位置Nにもどした場合、一般に
両タンクポートT,Tは、一方の入力ポートbと
出力ポートdおよび他方の入力ポートaと出力ポ
ートcとが閉じる以前に連通し、このときの油圧
ポンプ2と連通する管路5の圧力はタンク圧とな
る。したがつて管路12と管路13が閉じられ、
油圧モータ1にブレーキをかけた際における管路
12の圧力はタンク圧となり、また、このときの
管路13の圧力はタンク圧とリリーフ弁16の設
定圧力を加えたものとなる。
なお、このように油圧モータ1と管路12,1
3とによつて構成される回路を閉鎖状態にした場
合、一般に油圧モータ1等の機能上、当該回路の
外部に対しての油の漏洩(リーク)は必ず発生す
る。したがつて、回路内の油量は不足し、油圧モ
ータ1の吸入量が不足し、このままの状態ではキ
ヤビテーシヨンが発生することになる。
そこで、上述した従来の油圧回路にあつては、
このようなキヤビテーシヨンを防止するために、
管路20,21,22および逆止弁18,19を
設けてあり、タンク23からの油を管路21,2
2により逆止弁18,19を介して補給できるよ
うになつており、さらに、このときの補給を十分
なものにするために、リリーフ弁24を設けてタ
ンク連絡管路6に背圧が発生するようになつてい
る。すなわち、上述のように管路12の油量が不
足し、管路12の圧力がタンク圧以下になると、
該当不足油量が逆止弁18を介して管路12に補
給されるが、一般に、タンク圧は大気圧よりわず
かにしか高くできない場合が多く、管路12とタ
ンク圧との圧力差は大きくできないため、リリー
フ弁24がない場合は逆止弁18の圧力損失等に
起因して、十分に不足油量を補給できないことが
あり、キヤビテーシヨンの防止に必ずしも十分に
対応することができなくなる。そこで、タンク連
絡管路6に介設したリリーフ弁24による背圧
で、管路12に閉じ込む圧力をタンク圧よりも高
く設定可能とし、これにより、キヤビテーシヨン
を確実に防止できるようにしていた。
しかしながら、かかる従来の油圧回路にあつて
は、リリーフ弁24の設定している圧力を常時油
圧ポンプ2によつて発生させているため、油圧ポ
ンプ2のエネルギーロスになつている。また、リ
リーフ弁24の設定している圧力は、高ければそ
れだけキヤビテーシヨンには有利となるが、その
分エネルギーのロスは大となり、特に、油圧モー
タ1を油圧ポンプ2によつて駆動させて慣性質量
を加速しているときには、リリーフ弁24による
背圧は必要ないため、背圧による消費エネルギー
の増加は無駄となる。さらに、背圧によつて管路
の最高圧力は上乗せされるため、管路の寿命に悪
影響をおよぼすことになる。
〔発明の目的〕
本発明の目的は、上記従来技術の欠点を除き、
キヤビテーシヨンの発生を確実に防止でき、かつ
油圧ポンプの消費エネルギーのロスを低減できる
建設機械の慣性質量駆動用油圧回路を提供するに
ある。
〔発明の概要〕
この目的を達成するために、本発明は、ポンプ
圧力によつて背圧弁のセツト圧力を変更する手段
を設け、慣性質量を加速しているときには、油圧
ポンプからの吐出圧により背圧弁にセツト圧を低
下できるようにした点に特徴がある。
〔発明の実施例〕
以下、本発明の実施例を図面により説明する。
第1図は本発明による建設機械の慣性質量駆動
用油圧回路の一実施例を示す回路図であり、25
はピストン、26はシリンダ、27はばね、28
はパイロツト管路であつて、第2図に対応する部
分には同一符号を付けてある。
第1図において、リリーフ弁24のセツト圧力
を可変とするピストン25は、ばね27とともに
シリンダ26に内蔵されており、シリンダ26に
はパイロツト管路28を介して油圧ポンプ2のポ
ンプ圧力が常時導かれるようになつている。かか
るポンプ圧力がばね27の圧力より勝ると、ピス
トン25はシリンダ26の内の圧油により図示右
方向へ移動し、これにより、リリーフ弁24のセ
ツト圧力は下がる。反対に、ばね27の圧力がポ
ンプ圧力より勝ると、ピストン25はばね27に
より図示左方へ移動し、これにより、リリーフ弁
24のセツト圧力は上昇する。なお、リリーフ弁
24の最高セツト圧力をP1、ピストン25がポ
ンプ圧力によりばね27に抗して作動するときの
シリンダ26内の圧力をP2、管路5の最高圧力
を設定するリリーフ弁10のセツト圧力をP3
管路12および13の最高圧力を設定するリリー
フ弁14および16のセツト圧力をP4とすると、
P2の圧力は、P1よりも高く、P1+P3とP1+P4
のいずれか低い方の値より低く設定されている。
このように構成された油圧回路にあつて、慣性
質量を駆動するために、操拶レバーによつて切換
弁4をB位置に切換えると、油圧ポンプ2の吐出
側の管路5は、管路7と切換弁4の入力ポートa
および入力ポートcを介して管路12に連通し、
油圧ポンプ2とタンク連絡管路6との連通は切換
弁4によつて遮断される。これによつて、油圧ポ
ンプ2の圧油は油圧モータ1に導かれ、油圧モー
タ1を介して慣性質量を動作させようとする。し
かし、油圧モータ1には慣性質量により慣性力が
作用しているために、油圧モータ1の回転数は急
には上昇せず、管路12に高圧が発生する。この
高圧は、リリーフ弁14の設定値以上になると、
リリーフ弁14および管路15を介して管路13
にリリーフする。そして、油圧モータ1は加速状
態が終了すると定常速度状態となり、一定の速度
で動作する。
なお、かかる慣性質量の加速時に、管路12に
連通して高圧となつている管路5の圧力が、パイ
ロツト管28を介してシリンダ26に導かれるた
め、シリンダ26内のピストン25は当該圧力に
より図示右方へ移動し、これにより、リリーフ弁
24のセツト圧力は最高セツト圧力P1から最低
セツト圧力P′1(ほとんど零)へと変化するすなわ
ち、かかる状態では、タンク連絡管路6に背圧を
たてるリリーフ弁24を取り除いたと同じ状態と
なり、油圧ポンプ2の消費エネルギーはその分だ
け低下する。
この状態から操作レバーによつて切換弁4を第
1図の状態である中立位置Nに戻すと、管路12
および管路13は切換弁4によつて閉鎖状態とな
る。この時、油圧モータ1は慣性質量の慣性力に
よつて動作状態を継続し、管路12から吸入した
油を管路13に排出する。このために管路13は
高圧となり、この高圧がリリーフ弁16の設定値
以上になると、リリーフ弁16および管路17を
介して管路12に圧油をリリーフする。また油圧
モータ1は管路13に高圧によつて徐々に減速す
る。
かかる慣性質量の減速時は、管路5の圧力はタ
ンク圧となつているため、シリンダ26内のピス
トン25はばね27の圧力によつて図示左方へ移
動し、リリーフ弁24のセツト圧力は最低セツト
圧力P′1から最高セツト圧力P1へと変化する。す
なわち、タンク連絡管路6にはリリーフ弁24に
より背圧がたてられる。
したがつて、油圧モータ1と管路12,13と
によつて構成される回路を閉鎖状態にした場合、
リリーフ弁24による背圧で、管路12に閉じ込
む圧力をタンク圧力より高く設定でき、それ故、
リークにより当該回路内の油量が減少して不足す
るまでには時間がかかるようになり、しかも、油
量が不足した場合でも管路21,22から十分な
油量の補給が可能となり、キヤビテーシヨンは発
生しなくなる。
〔発明の効果〕
以上説明したように、本発明によれば、アクチ
ユエータを油圧ポンプによつて駆動させて慣性質
量を加速しているときには、背圧弁のセツト圧力
を最低セツト圧力にし、また、慣性質量の減速時
には背圧弁のセツト圧力を最高セツト圧力にそれ
ぞれ変更できるため、油圧ポンプの消費エネルギ
ーのロスを低減できるばかりでなく、キヤビテー
シヨンの発生を確実に防止でき、かつ管路や油圧
機器の寿命を向上することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明による建設機械の慣性質量駆動
用油圧回路の一実施例を示す回路図、第2図は従
来の建設機械の慣性質量駆動用油圧回路の一例を
示す回路図である。 1……油圧モータ(アクチユエータ)、2……
油圧ポンプ、3……原動機、4……切換弁(方向
切換弁)、5,12,13,15,17……管路、
6……タンク連絡管路、10,14,16……リ
リーフ弁、23……タンク、24……リリーフ弁
(背圧弁)、25……ピストン、26……シリン
ダ、27……ばね、28……パイロツト管路。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 原動機によつて駆動される油圧ポンプと、大
    きな慣性質量を駆動するアクチユエータと、それ
    らを連通する管路に介設された方向切換弁と、ア
    クチユエータに負圧が生じるのを防止するための
    補給管路と、補給管路に介設された背圧弁と、ア
    クチユエータと方向切換弁との間の管路の最高圧
    力を設定する手段とを備えた建設機械の慣性質量
    駆動用油圧回路において、ポンプ圧力によつて前
    記背圧弁のセツト圧力を変更する手段を設けたこ
    とを特徴とする建設機械の慣性質量駆動用油圧回
    路。
JP485585A 1985-01-17 1985-01-17 建設機械の慣性質量駆動用油圧回路 Granted JPS61165432A (ja)

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